intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Kết cấu thép 1: Chương 4.1 - Lê Văn Thông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST
Báo xấu
11
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kết cấu thép 1 - Chương 4.1 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: khái niệm chung về cột thép; cột đặc chịu nén đúng tâm; Các bước thiết kế cột đặc chịu nén đúng tâm;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu thép 1: Chương 4.1 - Lê Văn Thông

  1. CHƢƠNG 4: CỘT THÉP
  2. §4.1 KHÁI QUÁT CHUNG 1. Đặc điểm chung Đầu cột: để đỡ các kết cấu bên trên và phân phối tải trọng xuống thân cột. Thân cột: là bộ phận chịu lực chính và truyền tải trọng từ trên xuống dưới. Chân cột: là bộ phận liên kết cột với móng và phân phối tải trọng từ cột thép xuống móng BTCT.
  3. §4.1 KHÁI QUÁT CHUNG 2. Các loại cột - Theo sử dụng: cột nhà công nghiệp, cột nhà cao tầng, cột đỡ sàn, … - Theo cấu tạo: cột tiết diện đặc, cột tiết diện rỗng, cột tiết diện không đổi, cột có tiết diện thay đổi, cột bậc, … x x x x x y y y y y a) b) c) d) e) - Theo sơ đồ chịu lực: Cột nén đúng tâm (N  0, M = 0), Cột nén lệch tâm, cột nén uốn (N, M). Gọi tên cột kết hợp cả 3 loại trên: cột đặc chịu nén đúng tâm của nhà công nghiệp.
  4. §4.1 KHÁI QUÁT CHUNG 3. Sơ đồ tính, chiều dài tính toán, và độ mảnh a) Sơ đồ tính Trục dọc của cột (trục tính toán) theo phương z-z. Liên kết ở chân cột và đầu cột : - Liên kết ở 2 đầu cột có thể khác nhau; z - Liên kết theo 2 trục x-x và y-y của tiết diện cột có thể x khác nhau. Giải pháp liên kết : (ở đầu cột và chân cột) được lựa y chọn tuỳ theo mục đích và yêu cầu chịu lực : . Liên kết khớp (M=0) x . Liên kết ngàm cứng (Góc xoay=0) y . Liên kết ngàm trượt (khi xà ngang có độ cứng rất lớn) 1-1 . Liên kết ngàm đàn hồi (Trung gian giữa khớp và ngàm);
  5. §4.1 KHÁI QUÁT CHUNG 3. Sơ đồ tính, chiều dài tính toán, và độ mảnh a) Sơ đồ tính Liên kết ở chân cột: có thể là ngàm hoặc khớp; - Liên kết khớp: thường được sử dụng cho cột chịu nén đúng tâm; khi nền đất yếu. - Liên kết ngàm: được sử dụng để tăng độ cứng tổng thể của công trình, giảm chuyển vị ngang của z cột. x Liên kết ở đầu cột: có thể là liên kết khớp hoặc liên kết cứng. y Liên kết cứng F Dầm thép F x y Cột thép 1-1 a) Chân cột liên kết khớp b) Chân cột liên kết ngàm
  6. §4.1 KHÁI QUÁT CHUNG 3. Sơ đồ tính, chiều dài tính toán, và độ mảnh b) Chiều dài tính toán Chiều dài tính toán được sử dụng cho tính toán ổn định tổng thể của cột thép. Khi cột có tiết diện không đổi : l lx  x  l l y   y  l z x lx : là chiều dài tính toán của cột đối với trục x- x (khi tiết diện cot xoay quanh trục x-x); y ly là chiều dài tính toán của cột đối với trục y-y (khi tiết diện cột xoay quanh trục y-y). x y l : là chiều dài hình học của cột (bằng nhau theo cả 2 phương); 1-1  x ,  y : là hệ số chiều dài tính toán cua cot, phụ thuộc vào sơ đồ liên kết ở 2 đầu cột và nội lực nén dọc trong cột.
  7. §4.1 KHÁI QUÁT CHUNG 3. Sơ đồ tính, chiều dài tính toán, và độ mảnh c) Độ mảnh của cột Đối với trục x-x : Đối với trục y-y : lx lx ly ly x   y   l ix Ix / A iy Iy / A z Thông thường cột có x ≠ y. x Khả năng chịu nén đúng tâm của cột được quyết định theo phương có độ mảnh lớn nhất : max  max( x ;  y ) y x Điều kiện làm việc hợp lý của cột chịu nén đúng tâm : (cột làm việc x   y y đồng ổn định theo 2 phương) 1-1 max    Điều kiện cột làm việc bình thường trong quá trình sử dụng (TTGH 2):
  8. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 1. Hình dạng tiết diện cột đặc: 2. Nguyên tắc tính toán cột đặc chịu nén đúng tâm a) Tính toán về bền (TTGH 1) b) Tính toán về ổn định tổng thể (TTGH 1) c) Tính toán về ổn định cục bộ : - Điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng; - Điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh; - Giải pháp sườn ngang, dọc cho bản bụng của cột.
  9. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 1. Hình dạng tiết diện cột: (tự đọc tài liệu) a) Tiết diện dạng chữ I và chữ H Ưu điểm: - Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo. Chỉ sử dụng 4 đường hàn đối với cột tổ hợp hàn. - Dễ liên kết với các dầm ở 2 phương. Sử dụng phổ biến nhất. Nhược điểm: - Có Ix >> Iy hay ix >> iy => Chỉ dùng thích hợp cho cột chịu nén đúng tâm có  x   y . - Có thể điều chỉnh các kích thước thiết diện h, bf, tf, tw để có x   y hoặc có thể sử dụng tiết diện ghép từ các thép hình chữ I và C.
  10. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 1. Hình dạng tiết diện cột: (tự đọc tài liệu) b) Tiết diện dạng chữ thập Ưu điểm: - Tiết diện có ix = iy => sử dụng hợp lý khi cột chịu nén đúng tâm có lx = ly. - Có thể điều chỉnh tiết diện cột để ix = k iy => dễ đảm bảo điều kiện đồng ổn định theo 2 phương. - Chế tạo đơn giản: có 2 hay 4 đường hàn (hình a và b). Nhược điểm: - Liên kết phức tạp (chỉ gắn bụng với bụng). - Khi cần tiết diện có A lớn thì h/t và b/t lớn => điều kiện ổn định cục bộ kém. Sử dụng trường hợp c) thì liên kết phức tạp (thêm 16 đường hàn). Sử dụng cho cột chịu tải trọng lớn.
  11. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 1. Hình dạng tiết diện cột: (tự đọc tài liệu) c) Tiết diện kín Ưu điểm: - Tiết diện kín có ix, iy lớn (vật liệu được đưa ra xa trục trung hoà) => chịu lực tốt hơn. - Hình dáng kiến trúc gọn và đẹp, đặc biệt là tiết diện thép ống. Nhược điểm: - Không bảo dưỡng được mặt bên trong của tiết diện => dễ bị gỉ. - Hàn khó, dễ cong vênh.
  12. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 2. Nguyên tắc tính toán cột đặc chịu nén đúng tâm a) Tính toán về bền (TTGH 1) N Chỉ xét đến từng tiết diện nguy hiểm,   f c chưa xét đến cả đoạn cột An An : là diện tích tiết diện thực cua tiet dien cot, đã trừ đi phần giảm yếu do khoét lỗ. b) Tính toán về ổn định tổng thể (TTGH 1) N  f c  min A A : là diện tích tiết diện nguyên, không trừ phần giảm yếu.  min : là hệ số uốn dọc nhỏ nhất của cột, phụ thuộc vào max  max( x ;  y ) và max    được tra Bảng phụ lục II.1 hoặc tính theo Công thức 4.8 đến 4.11.
  13. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 2. Nguyên tắc tính toán cột đặc chịu nén đúng tâm Quan hệ giữa hệ số uốn dọc và độ mảnh của cột đối với thép mác CCT38: f = 2100 daN/cm2 ; E = 2 060 000 daN/cm2 f = 2100 daN/cm2 ; E = 2 060 000 daN/cm2 1 1 0.8 0.8 Giảm 0.6 theo độ 0.6   Chảy Đàn Elastic 0.4 mảnh 0.4 dẻo hồi buckling Đàn 0.2 0.2 dẻo 0 0 0 40 80 120 160 200 0 1 2 3 4 5 6 7   Độ mảnh của cột Độ mảnh qui đổi của cột   f /E
  14. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 2. Nguyên tắc tính toán cột đặc chịu nén đúng tâm c) Tính toán về ổn định cục bộ của bản thép Để cột chịu lực được hiệu quả thì ứng suất giới hạn về ổn định cục bộ phải lớn hơn hay hợp lý nhất là bằng ứng suất giới hạn về ổn định tổng thể Ứng suất pháp (hoặc tiếp) giới hạn về ổn định cục bộ của bản thép thường lấy lớn hơn ứng suất giới hạn về ổn định tổng thể của cột, và bằng với ứng suất giới hạn về bền:  cr  f  cr  f v f : Cường độ chịu nén tính toán của thép;  cr : Ứng suất pháp giới hạn f v : Cường độ chịu cắt tính toán của thép.  cr : Ứng suất tiếp giới hạn Hay nói cách khác, độ mảnh giới hạn của các bản bụng và bản cánh cột phải đảm bảo để không bị mất ổn định cục bộ trước khi cột bị mất ổn định tổng thể hay bị phá hoại về bền.
  15. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 2. Nguyên tắc tính toán cột đặc chịu nén đúng tâm c) Tính toán về ổn định cục bộ của bản thép hw  hw  Điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng:   tw  tw   hw  là độ mảnh giới hạn của bản bụng,   tính theo Bảng 4.3, phụ thuộc loại tf x  t w  tiết diện cột, độ mảnh tính đổi và vật tw liệu thép làm cột. Điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh: b0  b0  b0 = (bf – tw)/2 là chiều rộng nhô ra của bản cánh.   t f t f     b0    độ mảnh giới hạn của bản cánh nhô ra, tra Bảng 4.4, phụ thuộc vào  t f  dạng tiết diện cột và độ mảnh tính đổi.  
  16. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 2. Nguyên tắc tính toán cột đặc chịu nén đúng tâm c) Tính toán về ổn định cục bộ của bản thép Khi điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng dầm không đảm bảo thì có các giải pháp sau: PA1. Thay đổi kích thước bản bụng dầm tf và bf. PA2. Có thể không cần thay đổi kích thước bản bụng nếu :  hw  hw  hw     2   tw  tw  tw  và đồng thời ổn định tổng thể của cột được đảm bảo với diện tích tiết diện được lấy chỉ kể đến 2 phần bản bụng hữu hiệu tiếp giáp với 2 cánh, bỏ qua khả năng chịu lực của phần bản bụng ở giữa do bị cong vênh: h  A  2b f t f  C1hw  C1  0,5t w  w   tw 
  17. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 2. Nguyên tắc tính toán cột đặc chịu nén đúng tâm c) Tính toán về ổn định cục bộ của bản thép 2,5 – 3hw PA3. Đặt sườn ngang cho bản bụng của cột: hw E Khi tiết diện có  2,3 tw f thì phải đặt các sườn ngang cách nhau 1 khoảng a  (2,5  3)hw Sườn ngang và yêu cầu có ít nhất 2 sườn ngang cho mỗi đoạn chuyên chở. Yêu cầu tiết diện của sườn ngang: f hw t s  2b bs   40 mm khi bố trí đối xứng ở 2 bên. E 30 hw bs   50 mm khi bố trí ở 1 bên. 24
  18. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 2. Nguyên tắc tính toán cột đặc chịu nén đúng tâm c) Tính toán về ổn định cục bộ của bản thép 2,5 – 3hw PA4. Đặt sườn dọc cho bản bụng dầm: Khi chiều cao tiết diện lớn (h > 1 m), nếu điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng không đảm bảo Sườn => có thể sử dụng giải pháp gia cường bằng ngang sườn ngang và sườn dọc; thay vì tăng bề dày của bản bụng lên quá dầy. Yêu cầu kích thước của sườn dọc: bsd  10t w t sd  0,75t w Kích thước sườn dọc được kể vào tiết diện tính toán của cột giá trị độ mảnh giới hạn của bản bụng tăng lên, lấy bằng nhân với hệ số . Việc sử dụng sườn dọc làm tăng công chế tạo, cấu tạo phức tạp hơn.
  19. §4.2 CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 2. Nguyên tắc tính toán cột đặc chịu nén đúng tâm d) Khả năng chịu nén đúng tâm của cột đặc N   min N b ; N   trong đó: Khả năng chiu luc cua cot theo điều kiện bền: N   f c N b  An  f   c An Khả năng chiu luc cua cot theo điều kiện ổn định tổng thể: N   min  A  f   c  A  f   c N  f c  min A
  20. 3. Các bƣớc thiết kế cột đặc chịu nén đúng tâm 3.1 Chọn so bo tiết diện cột đặc 3.2 Kiểm tra tiết diện cột đã chọn 3.3 Xác định tiết diện cột theo độ mảnh tới hạn 3.3 Liên kết bản cánh và bản bụng cột
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2